Cree su propio dispositivo IoT muy barato


Node MCU es una plataforma para el desarrollo de proyectos IoT que integra el famoso chip ESP8266, el cual se ha extendido enormemente debido a su facilidad para desarrollar proyectos open source  que pueden ademas  pueden   involucrar el IoT. Esta placa  destaca  porque integra capacidades de comunicación via WiFi , conteniendo en su interior  un microprocesador que puede ser programado fácilmente usando el  conocido lenguaje de programación Lua o bien vía Arduino IDE.

Obviamente ante todo no podemos perder de vista su bajisimo precio comparados con otras opciones mucho mas potentes como el ESP32 ( que es su sucesor y mejora en todo excepto en el precio a esta), pero en todo caso para muchos proyectos de IOT es mas qeu suficinete, pues no debemos olvidar  que incluye  el modulo wifi integrado  y un bus GPIO para conectar dispositivos de E/S. Ademas se puede programar con el sistema Arduino lo cual nos aporta un fantástico IDE y un sinfin de manuales y ejemplos de desarrollo.

esp8266

Este modulo es Ideal como una solución independiente en lugar de Arduino además de Wi-Fi  integrado siendo fácil de programar a través del IDE de Arduino (como vamos a ver ) , al igual que un Arduino.
Todos los periféricos con bus I2C puede unirse,por ejemplo Pantallas OLED, pantallas LCD, temperatura, presión, sensores de humedad pueden ser conectados en paralelo. También se puede conectar múltiples DS18B20

Sin embargo, sólo hay una entrada analógica y salida y por ejemplo algunas pantallas táctiles no se pueden conectar con ella.

¿Se pregunta cómo empezar a  desarrollar código  con  su económico ESP8266 ?

Los pasos  a seguir   para conectar un ESP8266     son los siguientes:

  •  Instalación del IDE de Arduino.Si aun no lo tiene instalado ,se puede hacer  desde aqui
  • Instalación  del paquete de la placa ESP8266 en Arduino IDE  siguiendo las instrucciones del sitio : https://github.com/esp8266/Arduino
libreria-arduino-esp8266
  • Instalación de los controladores USB

Es necesario instalar el controlador USB requerido en su ordenador  para que pueda programar el ESP8266.  Independientemente de la opción de firmware que elijamos, primero necesitamos comunicarnos con la placa de desarrollo ESP-12E utilizando la interfaz USB de la computadora.

El módulo USB a Serial UART incluido en la placa es Silicon Labs ‘CP2012, para lo cual generalmente necesitamos instalar los controladores de puerto COM virtual (VCP) fácilmente disponibles para su sistema operativo específico.Una vez instalado, debemos verificar que el CP2102 sea reconocido por su ordenador

Una vez que el controlador está instalado, podemos conectar el cable USB al puerto USB de la computadora y la placa. Después de hacerlo, deberíamos ver el mensaje: software del controlador del dispositivo instalado correctamente.

Además, podemos verificar manualmente que todo funcione correctamente siguiendo estos pasos:

Abra el Administrador de dispositivos (disponible a través del Panel de control → Sistema y seguridad → Administrador de dispositivos en la sección Sistema)
Debajo de la entrada Puertos (COM & LPT), debe haber un puerto abierto llamado USB-SERIAL CP2102 (COM) donde hay un número típicamente mayor o igual a 3.

Ahora que estamos listos para comunicarnos con nuestro ESP8266 a través del CP2102, podemos explorar algunas de las diferentes opciones de firmware disponibles.

configuracion-arduino-ide-con-esp8266

  • En el IDE de Arduino, vaya al menú de herramientas, seleccionada su placa y elija el  puerto al que está conectado su ESP8266.En el ejemplo  es el COM11
configuracuion-puerto-esp8266
  • Ahora  copie el siguiente código  para probar que puede subir y ejecutar código código  en la placa :

/*
 ESP8266 Led Parapadeante
*/

void setup(){

 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);// Initializa el  pin de  LED_BUILTIN como salida 

}

void loop() {       // la función de bucle se repite una y otra vez para siempre

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);// encienda el LED  

delay(1000); //Espera de 1 segundo

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);//  Apague el LED haciendo que el voltaje sea ALTO 

delay(2000); // Espere dos segundos  para dejar apagado  LED 

}

El LED azul en el módulo ESP – 01 está conectado a GPIO 1, (que también es el pin TXD, por lo que no podemos usar Serial.print () al mismo tiempo)

Tenga en cuenta que el nivel de voltaje es BAJO  pero en realidad el LED está encendido, porque es bajo en el ESP – 01

En este código se usa  LED_BUILTIN para encontrar el pin con el LED interno  de modo

Como puede apreciar , el código ejecuta un bucle infinito en el que pone el estado bajo  un segundo (encendiendo el led)    para posteriormente forzar a nivel alto  dos segundos(apagando el led  )  y así   indefinidamente gracias al bucle  que se repite indefinidamente

 

Envio de datos a la nube de Cayenne

  • Agregue la biblioteca de Cayenne MQTT a Arduino IDE  desde aqui como un fuchero zip
  • Instale la biblioteca zip descargada en el paso anterior desde Programa -> Incluir biblioteca -> Añadir libreria ZIP. y seleccionar ahora el fichero descargado con anterioridad  Cayenne-MQTT-ESP-master.zip
  • Ya puede crear una cuenta Starter en cayenne ( si aun no la tiene  ya creada)
  • Una vez ya validado vaya a la esquina  superior  izquierda  y pulse sobre el botón verde  add new
interfaz-cayenne
  • Ahora seleccione Generic ESP8266  como la placa y  tome nota  ahora  de los siguintes paraetros ofrecidos por la  pagina:
    •  MQTT USERNAME:
    • MQTT PASSWORD:
    • CLIENT ID:
    • MQTT SERVER:
    • MQTT PORT:
    • NAME YOUR DEVICE (optional):
       
  • Abra el boceto de ejemplo incluido desde Archivo -> Ejemplos -> Cayenne-MQTT-ESP. Modifique el boceto incluido con su información de red y la información de autenticación de Cayenne que recibió al agregar su dispositivo.

Ejemplo de envio temperatura  TMP102

Normalmente se adquiere un placa auxiliar  para el pequeño sensor de temperatura digital TMP102. El TMP102 es un sensor digital (también conocido como I2C TWI), tiene una resolución de 0,0625 ° C, y tiene una precisión de hasta 0,5 ° C, lo cual lo convierte  es un sensor muy práctico pues requiere una muy baja corriente.

La comunicación con el TMP102 se logra a través de una interfaz serie de dos hilos. No existe regulador de tensión de a bordo, por lo que el voltaje suministrado debe estar entre 1,4 a 3.6VDC.

En estas placas los condensadores de filtrado y resistencias de pull-up se incluyen.

tmp102

En el código  siguiente o  muestra cómo enviar datos de temperatura a un sensor TMP102 en Cayenne Dashboard.Obviamente se requiere la Biblioteca de Cayenne para ejecutar este programa (si aún no lo ha hecho, puede instalarlo desde Arduino IDE Library Manager).

conexiones-tmp102-esp8266

Las conexiones como vemos en la iamgen  del  TMP102  al  ESP8266 on la siguintes:

            TMP102         ESP8266

  • [VCC] ————- [3V3]
  • [GND] ————- [GND]
  • [ADD0] ———– [GND]
  • [SDA] ————- [Pin analógico 4] (El SDA puede ser diferente en algunos dispositivos, por ejemplo, para Arduino Mega, el pin SDA es Pin digital 20)
  • [SCL] ———— [Pin analógico 5] (El SCL puede ser diferente en algunos dispositivos, por ejemplo, para Arduino Mega, el pin SCL es Pin digital 21)

Y este esl codigo que subiremos a nuestro ESP8266:

#define CAYENNE_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space
#include <CayenneTMP102.h>
#include <CayenneEthernet.h>  // Change this to use a different communication device. See Communications examples.

// Cayenne authentication token. This should be obtained from the Cayenne Dashboard.
char token[] = "AuthenticationToken";

// Virtual Pin of the TMP102 widget.
#define VIRTUAL_PIN V1

// Address used to read from the TMP102. This is determined by the ADD0 pin on the TMP102.
// Connecting it to ground means the sensor will use 0x48 for the address. See the TMP102 datasheet for more info.

const int tmp102Address = 0x48;

TMP102 tmpSensor(tmp102Address);

void setup()
{
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
Cayenne.begin(token);
}

void loop()
{
Cayenne.run();
}

// This function is called when the Cayenne widget requests data for the Virtual Pin.
CAYENNE_OUT(VIRTUAL_PIN)
{
// This command writes the temperature in Celsius to the Virtual Pin.
Cayenne.celsiusWrite(VIRTUAL_PIN, tmpSensor.getCelsius());
// To send the temperature in Fahrenheit or Kelvin use the corresponding code below.
//Cayenne.fahrenheitWrite(VIRTUAL_PIN, tmpSensor.getFahrenheit());
//Cayenne.kelvinWrite(VIRTUAL_PIN, tmpSensor.getKelvin());
}

Estos son los pasos resumidos que haremos en el interfaz de Cayenne:


1. En Cayenne Dashboard, agregue un nuevo widget TMP102.
2. Configure el widget en Visualización de valor.
3. Seleccione Virtual Pins y un número de pin virtual.
4. Establezca VIRTUAL_PIN en el número de pin que seleccionó.
5. Adjunte un TMP102 a su  ESP8266.

  1. Establezca la variable tmp102Address para que coincida con ADD0. ADD0 conectado a GND corresponde a una dirección de 0x48.
  2. Establezca la variable del token para que coincida con el token de Arduino desde el Tablero.
  3. Compile y cargue este boceto.
  4. Una vez que el Arduino se conecta al Tablero, debe actualizar automáticamente el widget TMP102 con datos.
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